科技日報記者 張夢然
世界頂級學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》日前發(fā)布的一篇論文，在全球生物科技產(chǎn)業(yè)的湖心投下一枚重磅石子。該研究將“細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的變化”列為“第13大衰老標(biāo)志物”，揭示了其在人類衰老中的核心地位。支撐這一論斷的理由，是發(fā)現(xiàn)了外基質(zhì)中的一種核心物質(zhì)——透明質(zhì)酸，與哺乳動物的壽命存在直接關(guān)系。
近年來，隨著科學(xué)研究的深入和技術(shù)進(jìn)步，透明質(zhì)酸不僅在傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的市場潛力，而且其應(yīng)用場景正在不斷擴(kuò)展。
裸鼴鼠“長壽基因”賦能
ECM是細(xì)胞間的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，由透明質(zhì)酸、膠原蛋白、彈性蛋白等成分構(gòu)成。它既是皮膚的“力學(xué)支架”，維持皮膚組織的緊致與彈性，也是細(xì)胞通訊的“信號樞紐”，調(diào)控著成纖維細(xì)胞的活性與膠原蛋白的合成。然而，隨著衰老進(jìn)程的推進(jìn)，ECM的黏彈性會逐漸退化，導(dǎo)致皮膚松弛、皺紋增生。
《細(xì)胞》最新文章指出，ECM的衰退遠(yuǎn)不止表象——它通過影響線粒體穩(wěn)態(tài)、干細(xì)胞活性及炎癥反應(yīng)，直接加速全身性衰老進(jìn)程。而動物試驗的結(jié)果顯示，透明質(zhì)酸能夠有效延緩這一進(jìn)程。
新實驗中，研究人員將長壽裸鼴鼠體內(nèi)編碼透明質(zhì)酸合成酶2 (Has2) 的基因轉(zhuǎn)移到小鼠基因組中，足以延長小鼠的健康壽命和極限壽命。裸鼴鼠的Has2能產(chǎn)生高分子量透明質(zhì)酸，這是一種聚糖類ECM成分，在體外對小鼠和人類細(xì)胞具有獨特的細(xì)胞保護(hù)作用。表達(dá)這種轉(zhuǎn)基因的衰老小鼠表現(xiàn)出多種積極變化，包括自發(fā)性癌癥發(fā)病率降低、肌肉骨骼功能改善、內(nèi)臟器官轉(zhuǎn)錄年齡降低、炎癥減少以及腸道屏障功能保持。
人體逆轉(zhuǎn)衰老新路徑
人體衰老的機(jī)理與應(yīng)對，一直是生物醫(yī)學(xué)的終極課題之一。2023年1月3日，《細(xì)胞》期刊發(fā)布了“Best of Cell 2023”（年度最佳成果），其中西班牙科學(xué)家首次創(chuàng)造性地提出了人體衰老的12個標(biāo)志，對理解衰老的發(fā)生、發(fā)展以及如何干預(yù)衰老過程意義巨大。這12個衰老標(biāo)志包括幾個重點衰老標(biāo)志：細(xì)胞衰老、慢性炎癥和生態(tài)失調(diào)。這些特征相互之間關(guān)系密切，并且與人體衰老息息相關(guān)。
“12大衰老標(biāo)志物”自此被視為指導(dǎo)與總結(jié)衰老相關(guān)研究領(lǐng)域的最具影響力衰老分類標(biāo)準(zhǔn)，但今年“第13大標(biāo)志物”的意義與影響，顯然超出學(xué)術(shù)維度之外。因為其中的關(guān)鍵角色——透明質(zhì)酸，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的“熟面孔”。
透明質(zhì)酸也稱為玻尿酸，是一種天然存在于人體組織中的線性多糖，廣泛分布于結(jié)締組織、上皮組織和神經(jīng)組織中。它具有極強(qiáng)的保濕能力，能夠結(jié)合并鎖住大量水分（每克透明質(zhì)酸可吸收多達(dá)6升的水），因此在保持皮膚彈性和濕潤方面發(fā)揮著重要作用。此外，透明質(zhì)酸還在細(xì)胞外基質(zhì)中扮演重要角色，參與細(xì)胞信號傳導(dǎo)、細(xì)胞增殖與遷移等生理過程。
從應(yīng)用歷史來看，透明質(zhì)酸最早被應(yīng)用于眼科手術(shù)。上世紀(jì)中期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其具有良好的生物相容性和黏彈性，因此將其作為手術(shù)黏彈劑使用，極大地提升了手術(shù)的安全性。隨后，透明質(zhì)酸在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，包括潤滑關(guān)節(jié)、調(diào)節(jié)血管壁通透性、促進(jìn)創(chuàng)傷愈合等。這些功能使其在骨科、皮膚科、心血管等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。
進(jìn)入21世紀(jì)后，交聯(lián)技術(shù)的突破讓透明質(zhì)酸從液態(tài)變?yōu)槟z態(tài)，大大延長了其在人體內(nèi)的代謝時間。
擴(kuò)展糖生物與細(xì)胞學(xué)未來
伴隨著在認(rèn)知度的提升和應(yīng)用技術(shù)的成熟，透明質(zhì)酸的應(yīng)用場景開始更廣泛地延伸至日常生活消費領(lǐng)域。譬如，我國華熙生物等國內(nèi)龍頭企業(yè)，推動了透明質(zhì)酸向C端消費品延伸。這種從醫(yī)療級向消費級的躍遷，標(biāo)志著透明質(zhì)酸產(chǎn)業(yè)鏈正逐步完善。
食品領(lǐng)域則是透明質(zhì)酸近年來拓展的重要方向。2021年，國家衛(wèi)健委批準(zhǔn)由華熙生物申報的透明質(zhì)酸鈉為新食品原料，允許其添加至普通食品中。
不過，雖然透明質(zhì)酸自身具備萬億級的產(chǎn)業(yè)空間，但行業(yè)普遍認(rèn)為如果擴(kuò)展到聚糖類物質(zhì)、糖生物學(xué)產(chǎn)業(yè)的角度，其市場規(guī)模將會遠(yuǎn)超想象。尤其是隨著人類未來對糖生物學(xué)及糖類對細(xì)胞調(diào)控作用機(jī)理的深入研究，更多的可能性和市場潛力也有望逐步溢出。
據(jù)悉，依托在透明質(zhì)酸領(lǐng)域長期的研究儲備以及高效的轉(zhuǎn)化能力，華熙生物等企業(yè)已開始探索各類聚糖對人類健康的作用，并構(gòu)建自主糖庫，為后續(xù)的科研與應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。同時布局細(xì)胞生物學(xué)，持續(xù)探索細(xì)胞級抗衰，通過對細(xì)胞種類、功能的調(diào)控和優(yōu)化，來實現(xiàn)對組織功能的恢復(fù)，實現(xiàn)對機(jī)體功能的恢復(fù)，以此提高生命質(zhì)量。
《細(xì)胞》雜志的新發(fā)現(xiàn)為透明質(zhì)酸的應(yīng)用，特別是在抗衰老研究方面，提供了新的理論支持和發(fā)展機(jī)遇。未來，透明質(zhì)酸有望在更多新興領(lǐng)域發(fā)揮其獨特價值，推動整個行業(yè)向前發(fā)展。
